신소재 탄탈륨[Tantalum(Ta)]

소개글

신소재 탄탈륨[Tantalum(Ta)]에 대한 보고서 자료입니다.

목차

l. Tantalum(Ta) 정의
- 탄탈 물성표 -
2. 특징 및 응용분야
- 경제 -

<탄탈륨의 특성>
1. 물리 화학적 특성
2. 부존특성
3. 산출정보

<탄탈륨의 제조법>
1. 탄탈륨및 니오븀 산화물 제조 공정
2. 탄탈륨 금속 제조 공정

<탄탈륨 Capacitor>
1. Capacitor
2. 탄탈륨 Capacitor
3. 포 장(packing)
4. 전기적 특성 (Electrical characteristics

본문내용

상응한다. 우리는 길고 좁은 수직탱크와 짧고 넓은 수평탱크가 같은 양의 물을 담을 수 있다는 것을 안 다. 그러나 수직탱크의 경우 수평탱크에 비해 더 큰 수압을 받게 된다. 같은 개념으로 고용 량 저전압의 짧고 넓은 Capacitor와 저용량 고전압의 길고 좁은 Capacitor를 생각할 수 있다. Valve 에 의해 조절되는 파이프가 물탱크에 연결되어 있다고 가정하여 보자. 만일 Valve가 열려져 있다면 물은 자유롭게 흘러 나갈 것이다. 그러나 부분적으로 열린다면 물은 느리게 흘러 나갈 것이며 완전히 닫혔다면 물의 흐름도 멈추게 될 것이다. 회로에서 Valve는 Capa- citor로부터 흐르는 에너지의 양을 조절하는 Switch와 Resistor이다. Capacitor가 Active Components(Battery)로부터 에너지를 받으면서 회로에 연결되어 있을 때, Capacitor의 한 전극은 양전하를 띠게 되고 다른 쪽은 음극화 한다. 전극 위의 전하는 유 전체 위에 반대 전하를 유도시킬 것이다. 이렇게 유도된 전하는 Permittivity 이라 불리운다. Capacitor에 사용되는 각 유전체 재료는 통상적인 자신의 Permittivity값을 가진다. 전자 Engineer들은 유전 상수(K)에 의해 결정되는 Permittivity 인자를 사용할 것이다. 어떤 재료의 유전 상수는 자유 공간(진공)에서 그 재료의 Permittivity 비율이다. 모든 Capacitor의 기대치 측정은 진공을 1로 할 때 진공의 Permittivity와 연계되어 만들어진다. 그러므로 유전상수가 높아지면 유전재료의 용량도 높아진다.
위에 다양한 재료의 유전상수를 나타냈다. Capacitor 중에 가장 큰 시장을 가진 세라믹 Capacitor에 사용하는 Barium Titanate에 주목 하자. 그것은 유전상수가 다른 재료를 훨씬 능가한다. 그러나 다른 재료들도 Barium Titan- ate에 비해 다양한 온도와 전압 변화에서의 안전성과 더 좋은 내충격성과 같은 동작특성 때 문에 표면실장 Capacitor로 여전히 쓰여진다.
2. 탄탈륨 Capacitor
좌측부터 0.33μF(35V), 0.47μF(35V), 10μF(35V)의 탄탈 콘덴서
오른쪽의 탄탈 콘덴서도 전해 콘덴서와 마찬가지로 플러스와 마이너스 극성을 가지고 있다. 전극(리드선)의 +측을 나타내는 기호가 콘덴서 자체에 표시되어 있다.
전극 금속으로서의 탄탈륨(Ta)의 표면에, 양극 산화법에 의해 산화 탄탈(Ta2O5)을 형성하고, 이것을 유전체로 하여, 그 위에 전해질로서 이산화망간층(MnO2)을 형성한다. 또한, 음극 전극의 도출 때문에 MnO2층 위에 그래파이트 층, 그 위에 금속층을 형성하게 된다.
탄탈륨 Capacitor의 표면실장기술은 새로운 회로 설계에 부피측정의 유효성, 기본적인 신뢰성 그리고 공정의 적합성 때문에 점점 증가되어 사용되고 있다. 부가적으로 탄탈륨 Capacitor는 습식 전해질을 사용하는 알루미늄 Capacitor를 대체하고 있다. 이 전해질은 회로보드에 부품을 납땜(reflow) 작업시 건조되는 문제를 지니고 있다. 안정된 상태(steady-state)와 탄탈륨 Capacitor의 동적인 신뢰성은 회로설계 엔지니어의 관리에 따라 여러 요인에 의해 영향을 받게 된다. 이들 요인은 경감전압, 리플전류와 전압조건, 최대동작온도와 회로 임피던스이다.
탄탈륨 Capacitor는 순수한 탄탈륨 금속의 분말로 만들어진다. 전형적인 입자크기는 높은 전압을 위해 10um이다. 주의깊게 선택한 분말은 각 용량/전압의 생산을 위해 표면적은 관리된다. 큰 입자 크기는 높은 전압 Capacitor를 생산하는 데 사용된다. 이것은 유전체가 생산될 때, 유전체 두께의 1/3은 탄탈륨 파우더의 표면 밖으로 그리고 2/3은 분말의 안쪽으로 성장한다. 이것은 만일 작은 입자 크기 분말을 사용하였다면 각 입자는 빠르게 소모되고 절연될 것이다.
용량은 표면적에 비례하여 더 큰 표면적은 더 큰 용량을 만든다. 과거 10여년 동안 분말 CV(용량/전압 생산)는 부피의 유효성의 측정이고 AVX와 분말 공급자가 공동으로 개발 프로그램을 통해 꾸준히 증가되었다. 이 증가는 구형에서 박편형으로, 최근에는 산호형 구조로 입자 형태의 변화를 가져 왔다. 그림-1은 일정한 양식에 맞춘 것을 보여주고 있다. 그림-2는 낮은 CV, 중간 CV 그리고 높은 CV 분말을 전자현미경(SEM)으로 스캐닝한 것을 보여 준다. 입자크기의 변화는 쉽고 명백하게 만든다.
3. 포 장(packing)
a)표면실장포장 (Surface mount package)
음극 단자는 은접착제를 이용하여 리드프레임(lead frame)과 결합시킨다. 그리고 양극 돌출와이어는 양극 리드프레임 탭에 용접된다. 스트링거는 그 다음에 리드프레임에 부착된 요소를 남겨 놓고 절단한다. 은 접착제는 경화시키고, 전극은 그 다음에 에폭시 레진 케이스로 몰딩을 한다. 이것은 집고 위치하는 뛰어난 능력을 확보하게 된다. 그리고 부품치수 측면에서 치밀한 관리가 된다. 몰딩된 몸체는 마지막으로 몸체 위에 용량과 정격전압치를 표시한다. 그리고 그 다음에 그것의 전기적인 변수 즉, 용량, 누설전류, 임피던스 그리고 ESR를 테스트 한다.
b) 수지침적포장 (Resin dipped package)
양극 돌출 와이어는 양극 리드 와이어와 용접된다. 그리고 스트링거로 부터 잘라 낸다. 음극 리드 단자는 은조에 침적, 은으로 덮힌 양극과 음극리드 와이어를 납조 속에 넣어 납땜한다. 조립된 것은 그 다음에 에폭시(epoxy)로 도포하고 오븐에 이동시켜 경화시킨다. 에폭시 도포층에 Capacitor의 용량과 정격전압를 표시한다. 마지막으로 Capacitor는 전기적인 변수 즉, 용량, 누설전류, 임피던스, 그리고 ESR을 테스트한다.
4. 전기적 특성 (Electrical characteristics)
탄탈륨 캐패시터의 전기적 특성은 그 것의 주조에 의해 결정된다. 예를 들면 탄탈륨 캐패시터의 ESR은 저주파수에서 탄탈륨 5산화물 유전체에, 그리고 더 높은 주파수에서 내부 이산화망간에 매우 의존적이다.

키워드

탄탈륨,   Tantalum,   Ta,   전해콘덴서,   주파수